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Decomposition of stumps 10 years after partial and complete harvesting in a southern boreal forest in Finland

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Abstract:

We studied the decomposition of cut stumps of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), Scots pine (Pinus sylvestris L.), and birches (Betula pubescens Ehrh. and Betula pendula Roth.) 10years after clear felling, low level retention felling, gap felling, and selection felling. Bulk density of wood, mass per surface area of bark, and mass of wood and bark for entire stumps were estimated. Using a single exponential model, annual decomposition rate constants (k) were calculated as 0.071, 0.052, and 0.041·year–1 for birch, spruce, and pine, respectively. The k values for wood decreased in the same order. For bark, the order was different: spruce bark decomposed slower than pine bark. Fragmentation accelerated mass loss. Pine and birch bark decomposed faster than pine and birch wood, whereas spruce showed the opposite tendency. The wood density and bark mass did not depend on retention levels. Diameter of stumps did not explain variation in decomposition either. The high importance of stumps for biodiversity, carbon, and nutrient cycling requires refinements to decomposition rate constants. Thus, further research based on new empirical data and meta-analysis of published data is needed to reveal factors influencing the decomposition process in situ.

Nous avons étudié la décomposition des souches d’épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.), de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) et de bouleau (Betula pubescens Ehrh. et Betula pendula Roth.) 10 ans après une coupe à blanc, une coupe avec un faible niveau de rétention, une coupe par trouées et une coupe de jardinage. La densité apparente du bois, le poids de l’écorce par unité de surface et le poids du bois et de l’écorce de toute la souche ont été estimés. En utilisant un seul modèle exponentiel, les constantes de décomposition k qui ont été calculées atteignaient respectivement 0,071, 0,052 et 0,041 ·an–1 pour le bouleau, l’épicéa et le pin. Les valeurs de k pour le bois diminuaient dans le même ordre; l’ordre était différent pour l’écorce: l’écorce d’épicéa se décomposait plus lentement que celle du pin. La fragmentation a accéléré la perte de poids. L’écorce se décomposait plus rapidement que le bois chez le pin et le bouleau tandis que c’était l’inverse chez l’épinette. La densité du bois et le poids de l’écorce ne dépendaient pas du niveau de rétention. Le diamètre des souches n’expliquait pas non plus la variation dans la décomposition. Étant donné l’importance élevée des souches pour la biodiversité ainsi que pour le recyclage du carbone et des nutriments, on doit raffiner les constantes de décomposition. Par conséquent, d’autres travaux de recherche basés sur de nouvelles données empiriques et la méta-analyse des données publiées sont nécessaires pour connaître les facteurs qui influencent le processus de décomposition in situ.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2008

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nrc/cjfr/2008/00000038/00000009/art00008
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